utilizarea metodelor termice de analiză în ... - Monumentul.ro

anumită viteză <strong>în</strong>tre 1 şi 12°C/min., <strong>în</strong> funcţie <strong>de</strong> natura chimică a
materialului; TG – variaţia termogravimetrică sau ∆m – pier<strong>de</strong>rea <strong>de</strong> masă;
DTA – variaţia termodiferenţială (<strong>de</strong>rivata variaţiei <strong>termice</strong> – efectul termic)
şi DTG – variaţia termogravimetrică diferenţială (<strong>de</strong>rivata variaţiei
termogravimetrice – natura procesului termic: eliminare, <strong>de</strong>scompunere,
oxidare, etc.).
Prin corelarea celor patru curbe, pe lângă evaluarea procentuală a
unor compoziţii structurale, <strong>în</strong> baza componentelor volatile sau a celor
rezultate din <strong>de</strong>scompuneri <strong>termice</strong>, eliminate la anumite temperaturi (sau <strong>în</strong>
domenii <strong>de</strong> temperatură), stabilirea naturii efectelor <strong>termice</strong> (endoterme sau
exoterme) şi a complexităţii lor (procesele simple <strong>de</strong> eliminare prin
volatilizare/evaporare sau sublimare şi procesele complexe <strong>de</strong> segregare, <strong>de</strong>
reformare microcristalină sau <strong>de</strong> <strong>de</strong>scompunere) pentru domenii
caracteristice, se pot <strong>de</strong>termina experimental energia <strong>de</strong> activare (Ea) şi
ordinul <strong>de</strong> reacţie (n), <strong>în</strong> baza relaţiilor Freeman – Carrol:
-[∆lg (dW/dt)] / ∆lgWr = - n + [(Ea / 2,303 R) ∆ (1/T) . 10 3 / ∆lgWr,
<strong>în</strong> care dW/dt este <strong>de</strong>rivata pier<strong>de</strong>rilor <strong>în</strong> greutate care se citeşte pe
curbele DTG, Wr – masa reactivă care este egală la rândul ei cu W∞ - Wt,
un<strong>de</strong> W∞ este pier<strong>de</strong>rea totală <strong>în</strong> greutate, iar Wt pier<strong>de</strong>rea la timpul t,
<strong>de</strong>terminată din curbele TG sau ∆m, n – ordinul <strong>de</strong> reacţie, Ea – energia <strong>de</strong>
activare a procesului din domeniul <strong>de</strong> temperaturi analizat, <strong>în</strong> kj/mol, R –
constanta universală a gazelor, 1/T inversul temperaturilor procesului, <strong>în</strong> 0 K.
Pentru calculul energiilor <strong>de</strong> activare şi a ordinului <strong>de</strong> reacţie pentru
un anumit proces, se selectează domeniul caracteristic <strong>de</strong> temperaturi, cu
<strong>în</strong>cadrarea <strong>în</strong> acest domeniu a zonelor (sectoarelor) <strong>de</strong> pe cele patru curbe. În
acest domeniu se face citirea punct cu punct a valorilor discrete
corespunzătoare celor patru curbe: ∆T, TG, DTA şi DTG.
Utilizând un program informatic Excel, pe baza meto<strong>de</strong>i Coats -
Rethford, se poate reprezenta grafic variaţia energiei <strong>de</strong> activare, Ea, şi a
ordinului <strong>de</strong> reacţie, n, <strong>în</strong> funcţie <strong>de</strong> gradul <strong>de</strong> transformare x sau α, respectiv
<strong>în</strong> funcţie <strong>de</strong> gradientul termic T, prin implicarea doar a trei curbe: DTA, ∆T
şi TG sau ∆m.
3. Descrierea analitică a curbei DTA şi implicarea ei <strong>în</strong> expertiza <strong>de</strong>
autentificare (datare)
Curbele DTA şi DTG s-au observat că au aliură specifică pentru un
anumit material. Materialele organice, care suferă fenomenul <strong>de</strong> imbătrânire
5